Техника - молодёжи 1937-06, страница 22

Франклин доказал, что " молния — это только огромная электрическая искра. Но многое оставалось еще неясным и прежде всего основной вопрос — откуда берутся столь высокие напряжения во время грозы?

Уже современники Франклина, продолжая его исследования, сделали замечательное открытие: оказалось, что электрические явления в атмосфере наблюдаются не только во время гроз. Если установить длинный заостренный вверху шест на изолирующей подставке, то он всегда оказывается в той или иной степени наэлектризованным. Такие опыты производил в 1752—1753 гг. талантливый русский физик Рих-ман. Ему часто удавалось извлекать из своего прибора искры даже в ясную погоду. Но 26 июля 1753 г. во время грозы, подойдя к своему прибору, Рихман был насмерть поражен молнией. Ломоносов сказал, что «Рихман умер прекрасной смертью, исполняя по своей профессии должность. Память его никогда не умолкнет». Но вместе с тем он высказал опасения, как бы «сей случай не был истолкован противу приращений науки». Опасения Ломоносова оправдались: многие склонны были считать смерть Рихмана «божьей карой» за дерзость исследователя.

Конечно, эти толки невежд не остановили других ученых. Исследования продолжались, и вопросы, связанные с атмосферным электричеством, изучались все Глубже и глубже.

Что же известно современной науке об атмосферном электричестве и в частности о грозе?

Земля — довольно хороший

проводник электри-. чества, воздух — очень плохой, но в высоких слоях, на высоте 70 — 80 км, воздух обнаруживает хорошую проводимость. Это так называемый слой Хэвисзйда, союзник каждого радиолюбителя, слой, отражающий радиоволны и не дающий им теряться в межпланетном пространстве. Таким образом, землю и слой Хэвисайда можно рассматривать как два проводника, разделенные диэлектриком — воздухом. Это своего рода огромный шарообразный конденсатор. Земля заряжена отрицательным электричеством. Величина ее отрицательного заряда— 540 тыс. кулонов, потенциал слоя Хэвисайда — более 200 тыс. вольт. Цифры эти не могут претендовать на большую точность, но они все же дают возможность судить о порядке величин, характеризующих электрическое состояние нашей планеты. Очевидно, между поверхностью земли и слоем Хэвисайда существует электрическое поле. Теперь его можно обнаружить и исследовать различными способами. Поле это очень не-. устойчиво, напряжение его постоянно колеблется, даже в ясную погоду, а во⁷ время снегопада, дождя или, тем более, грозы оно меняется особенно сильно.

Но наличие над поверхностью земли электрического поля еще не объясняет появления значительных электрических зарядов, проявляющихся в виде молнии. Для объяснения грозы создано много теорий. Мы рассмотрим только одну из них — теорию Симпсона/ Эта теория пользуется сейчас наиболее широким признанием, хотя нельзя сказать, чтобы она объясняла все случаи грозы. Сам автор предложил е». только для так называемых теп ловых и фронтальных гроз.

Теория Симпсона базируете i на эффекте Ленарда, который заключается в следующем: если водяной капле сообщить резкий толчок, от ее поверхности отскакивают мельчайшие капельки, которые оказываются заряженными отрицательно, крупный оста

ток капли заряжается при этом положительно.

Такое разбрызгивание капель может получаться в воздухе при наличии восходящего течения достаточной силы. Предположим, что ветер врывается в облако снизу. Если в каком-нибудь месте облака скорость движения воздуха вверх достигает 8 м в секунду, капли не могут падать вниз против такого ветра. Мелкие капли летят вверх и дальше по ветру в сторону, а крупные оказываются во взвешенном состоянии. Но в таком положении и крупные капли не могут сохранять устойчивости: они разбрызгиваются, причем мелкая водяная пыль разносится ветром по всему облаку, а более крупные остатки капель только слегка отклоняются в стороны и, выходя из пространства, где скорость движения воздуха вверх достигает , 8 м в секунду, падают на землю. Вследствие эффекта Ленарда мелкие капельки, которые уносит ветер, наэлектризованы отрицательно, а более крупные — положительно. Обычно получается, что положительный заряд сосредоточивается в сравнительно небольшом объеме облака, а ббльшая часть облака заряжается отрицательно.

Для получения электрической энергии всегда нужно затратить какую-то другую энергию. Электризация туч, по Симпсону, происходит за счет энергии ветра, который разбрызгивает капли и относит мелкие от крупных, преодолевая взаимное притяжение

Молния бывает самой различной форты. Вот какой замысловатый рисунок удалось наблюдать во время грозы.

20